非機械驅動微流控芯片的研究現狀
機械驅動微流控芯片驅動存在脈動現象,使工作不穩定,而且需要其他額外的機械設備提供外力驅動,但這存在機械故障對實驗結果及檢測精度的影響,這就極大的限制了微流控芯片在可攜帶的臨床 POCT(point-of-care-testing)醫療診斷領域的使用。即時診斷要求產品具備快速、高效、準確、可重復性、易于操縱等特點,非機械驅動微流控芯片為即時診斷提供了新策略。非機械驅動微流控芯片可依靠自身材料親疏水性質,利用拉普拉斯壓力差驅動流體自發流動,減少了外輸入設備的使用,憑借此優勢可應用于多個領域。
無源自驅動微流控系統,在藥物載體和特異性探針識別具有潛在的應用前景。Kan等人研究了滲透引擎模型作為一種負趨化遷移機制來誘導脂質體置換。如圖所示。分析計算處應用于脂質雙分子層時鹽濃度差下的滲透流動速度為 8.5 fL/(min?μm2),設計并制作了可以捕獲一個巨大的脂質體的凹槽,并在脂質體的前后施加鹽濃度差。
研究發現在滲透壓差的作用下,脂質體以 0.6 μm/ min 的速度向離子濃度較低的方向移動,驗證脂質體上產生了滲透流動。實驗結果表明,基于滲透壓的遷移機制具有作為分子微流控驅動器的潛力。謝春梅等人設計了一種自驅動微流控芯片。如圖所示。該芯片依靠反應室與真空室之間的壓差進行樣品驅動,無需使用其他任何機械裝置,并且憑借 PDMS 的透氣性,在 12 min 內完成加樣。利用環介導等溫擴增(LAMP)對 HBV、HCV 和 HIV 進行多重檢測,該芯片克服了傳統的需要相對較高的實驗設施的 PCR 的病原體核酸檢測方法,并且可以在資源有限的地區應用。
在臨床醫學研究上,Ma通過使用比色環介導等溫擴增(LAMP)方法,開發了一種被動的、自我驅動的微流體裝置和智能手機控制的、自動化的、便攜式的系統,用于病原體(包括病毒和細菌)的快速分子診斷。系統有用預先偶聯到磁珠上的特異性親和試劑純化病毒或細菌樣本;低溫裂解病原體;等溫核酸擴增;定量比色法檢測病原體傳感等功能。這是一個易于使用、自動化和便攜的系統,用于準確和敏感的病毒或細菌的分子診斷,預計這種智能手機控制的設備可以在有限資源的環境中作為臨床、即時檢測病原體的平臺。
標簽:   微流控 芯片
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